Технические характеристики двигателя ЗМЗ-511

Количество цилиндров
Рабочий объем цилиндров, л	4,25
Рабочий режим	4-тактный
Степень сжатия	7.6:1
Номинальная мощность при частоте вращения коленчатого вала 3200 мин -1, кВт (л.с.)	92 (125)
Максимальный крутящий момент при частоте вращения коленчатого вала 2000-2500 мин -1, Н*м (кгс*м)	294 (30)
Минимальный удельный расход топлива г/кВт*ч (г/л.с.*ч)	286 (210)
Топливо	АИ-76

Рис. 1. Внешняя скоростная характеристика двигателя ЗМЗ-511.10

Определить путевой расход топлива при равномерном движении автомобиля ГАЗ-3110 по дороге I–ой категории с асфальтобетонным покрытием (f_o =0,015; a=0; r_T =0,76 кг/л; h_тр =0,9). Результаты заносятся в табл. 15.

Таблица 15

Показатель	Скорость движения автомобиля, км/ч
ge, кг/кВт×ч
Pw, Н
Pf, Н
qП, л/100 км

2.2. Динамичность

Динамическим фактором D автомобиля называют отношение разности тяговой силы и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля.

, (35)

где Рт	- сила тяги на ведущих колесах, Н;
Рw	- сила аэродинамического сопротивления воздуха, Н;
Gа	- вес автомобиля, Н;
Ме	- эффективный крутящий момент, Н×м;
iтр	- передаточное отношение трансмиссии;
r	- радиус колеса, м;
hтр	- КПД трансмиссии;
Vа	- скорость движения автомобиля, м/с;
кw	- коэффициент обтекаемости, Н×с2/м4.
F	- лобовая площадь автомобиля, м2.

На низших передачах динамический фактор больше, чем на высших из-за увеличения тяговой силы и уменьшения силы сопротивления воздуха. Так как при движении автомобиля с малой скоростью сила Р_т невелика и ее можно пренебречь, то динамический фактор на низших передачах для скоростей до 15-20 км/ч можно определить по формуле

. (36)

Преобразуя уравнение силового баланса (12) получаем уравнение

, (37)

где y	- коэффициент сопротивления дороги;
dвр	- коэффициент учета вращающихся масс;
g	- ускорение свободного падения, м/с2;
j	- ускорение автомобиля, м/с2.

При равномерном движении ускорение и замедление равны нулю, следовательно, значение D определяет и величину Y. Время равномерного движения автомобиля обычно невелико по сравнению с общим временем его работы. Например, при эксплуатации в городах автомобили движутся равномерно 15-25 % времени. От 30 до 45 % времени приходится на ускоренное движение и 30-40 % - на движение накатом и торможение.

Для длительного безостановочного движения автомобиля необходимо выполнения условия D³y.

Динамический фактор по сцеплению (для автомобиля классической заднеприводной компоновки) определяется по формуле

, (38)

где Рсц	- сила сцепления ведущих колес с опорной поверхностью, Н;
jх	- коэффициент сцепления ведущих колес с дорогой;
m2	- коэффициент изменения реакций на ведущих колесах;
G2	- вес автомобиля, приходящаяся на ведущий мост, Н.

Движение автомобиля без буксования ведущих колес возможно при соблюдении условия D_сц³D.

Условие длительного безостановочного движения автомобиля без буксования ведущих колес

D_сц³D³y. (39)

Неравномерное движение автомобиля может быть ускоренным или замедленным. Показателями динамических свойств автомобиля при неравномерном движении служат величина ускорения, путь и время, необходимые для движения автомобиля в определенном интервале скоростей.

В качестве приближенного измерителя динамических свойств часто используют так называемую удельную мощность N_уд, которая представляет собой отношение максимальной эффективной мощности двигателя (N_max) к полной массе автомобиля m_a, выраженной в тоннах:

, л.с./т. (40)

Увеличение крутящего момента до значения М_емах при уменьшении числа оборотов от n_N до n_M оказывает значительное влияние на устойчивость режима работы автомобильного двигателя. Устойчивость режима работы двигателя оценивают запасом крутящего момента, называемым коэффициентом приспособляемости k_M, который представляет собой отношение максимального крутящего момента М_емах к крутящему моменту при максимальной мощности М_еN

. (41)

Коэффициент приспособляемости характеризует свойство двигателя преодолевать кратковременные повышенные нагрузки (увеличенные моменты сопротивления при движении на одной и той же передаче).

Задачи

Определить удельную мощность N_уд для различных моделей автомобилей, представленных в табл. 16.

Таблица 16

Модель автомобиля	Полная масса, кг	Максимальная мощность, л.с.	Удельная мощность, Nуд, л.с./т
ВАЗ 2106
ВАЗ 2105
ГАЗ 3110
Volvo V 90
Toyota Camry
Mersedes Benz ML 230
Mersedes Benz ML 420
Nissan Patrol

Определить коэффициент приспособляемости для различных моделей автомобилей, представленных в табл. 17.

Таблица 17

Модель автомобиля	Мемах, Н×м (ne)	МеN, Н×м (ne)	kM
ГАЗ 3110 (ЗМЗ-402)	186 (2500)	147 (4500)
Volvo S 90 (В6304)	268 (6000)	242 (4200)
Volvo S70 (B5234T)	300 (2000-5280)	300 (5280)

Определить динамический фактор легкового автомобиля ГАЗ-3110 с полной нагрузкой при движении на прямой передаче со скоростью 60 км/ч (тяговая сила 2234 Н).

Определить возможность движения автомобиля ГАЗ-3110 с полной нагрузкой со скоростью 60 км/ч по дороге, которая характеризуется коэффициентами y =0,08, j_х =0,1.

2.3. Проходимость

Проходимость – эксплуатационное свойство автомобиля, характеризующее способность автомобиля передвигаться по опорной поверхности, создающей большие сопротивления движению, обусловленные ее реологическими свойствами, сложным рельефом или наличием на ней локальных препятствий.

Проходимость автомобиля зависит от многих факторов (опорно-тяговые свойства, геометрические параметры АТС, конструкция отдельных агрегатов трансмиссии). Кроме того, на проходимость оказывают влияние такие эксплуатационные свойства автомобиля, как устойчивость и маневренность.

При испытании автомобилей определяют геометрические и опорно-тяговые показатели проходимости.

К опорно-тяговым показателям проходимости автомобиля относятся: удельная сила тяги на крюке, коэффициенты сопротивления качению и сцепления.

Для установления показателей геометрической проходимости автомобиля (см. рис. 2) определяют дорожный просвет h, передний a_п и задний b_п углы проходимости, передний l_пс и задний свес автомобиля l_зс, радиусы продольной r_пр и поперечной проходимости r_поп.

Дорожный просвет – это расстояние h_П между одной из низших точек автомобиля и плоскости дороги, которое характеризует возможность движения автомобиля без задевания сосредоточенных препятствий (камней, пней и т.д.).

Углы проходимости характеризуют проходимость автомобиля по неровным дорогам при въезде на препятствие или съезде с него. Для определения величины углов проходимости проводят прямые линии, касательные к внешним окружностям шин передних и задних колес и к наиболее удаленным точкам передней и задней части автомобиля.

Рис. 2. Показатели геометрической проходимости автомобиля

Передний свес l_пс – расстояние от крайней передней точки автомобиля до плоскости, перпендикулярной оси и проходящей через переднюю ось. Задний свес l_зс – аналогичный показатель l_пс, относящийся к задней оси.

Радиусы продольной r_пр и поперечной r_пп проходимости определяют очертания препятствий, которое, не задевая, может преодолеть автомобиль.

Чем меньше величины радиусов продольной r_пр и поперечной r_пп проходимости, переднего и заднего свеса, тем лучше проходимость автомобиля. Уменьшая базу автомобиля, можно уменьшить радиус продольной проходимости.

Минимальный радиус поворота внешнего переднего колеса R_н, ширина полосы движения А, которую занимает автомобиль при повороте, наибольший выход отдельных частей автомобиля за пределы траекторий движения внешнего переднего а и внутреннего заднего b колес являются показателями маневренности автомобиля.

Маневренность – свойство автомобиля поворачиваться на минимальной площади.

Максимальная ширина полосы движения А определяют по формуле

, м, (42)

где R_b – минимальный радиус поворота внутреннего заднего колеса, м.

Для повышения проходимости грузовых автомобилей и снижения силы сопротивления качению задние колеса делают одинарными. У грузовых автомобилей общего назначения (ограниченной проходимости) задние колеса делают сдвоенными. Для количественной оценки совмещения колеи используется коэффициент совмещения (совпадения) колеи h_с, который определяется по формуле

, (43)